【课件】动物细胞培养和核移植技术课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选修3.pptx

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1、01.01.动物细胞培养动物细胞培养（基础）（基础）02.02.动物体细胞核移植技术动物体细胞核移植技术03.03.动物细胞融合动物细胞融合04.04.生产单克隆抗体生产单克隆抗体动物细胞工程动物细胞工程2.2.1 2.2.1 动物细胞培养动物细胞培养思考讨论思考讨论问题问题1 1：在治疗烧伤病人时，常用的方法是取烧伤病人的：在治疗烧伤病人时，常用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。若是大面积烧伤，自体健康皮健康皮肤进行自体移植。若是大面积烧伤，自体健康皮肤有限，他人健康皮肤来源不足，并且会产生排斥反应肤有限，他人健康皮肤来源不足，并且会产生排斥反应？那么，如何才能获得大量的自体健康的皮

2、肤呢？那么，如何才能获得大量的自体健康的皮肤呢？问题问题2 2：许多动物细胞能分泌蛋白质，如抗体。但是，单：许多动物细胞能分泌蛋白质，如抗体。但是，单个细胞产生的蛋白质是很少的，如何才能获得大量的分个细胞产生的蛋白质是很少的，如何才能获得大量的分泌蛋白呢？泌蛋白呢？一、动物细胞培养一、动物细胞培养1 1、概念：、概念：就是从动物机体中取出就是从动物机体中取出相关的组织相关的组织，将，将它分散成它分散成单个细胞单个细胞，然后，放在，然后，放在适宜的培养适宜的培养基基中，让这些细胞中，让这些细胞生长和增殖生长和增殖。2 2、原理：、原理：细胞增殖细胞增殖回顾：植物组织培养的原理是：细胞的全能性(1

3、)(1)选材：选材：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官3.3.培养：培养：原因：它们细胞增殖能力强，分裂旺盛，分化程度低，容易培养。原因：它们细胞增殖能力强，分裂旺盛，分化程度低，容易培养。(2)(2)处理：处理：分散成单个细胞分散成单个细胞,制成细胞悬液制成细胞悬液 在进行动物细胞培养时，剪碎，用在进行动物细胞培养时，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋胰蛋白酶或胶原蛋白酶白酶分散细胞。分散细胞。动物细胞培养过程中涉及到名词解释动物细胞培养过程中涉及到名词解释l细胞贴壁：细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上(单层单层)。要求：要求：培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于

4、贴附。培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附。l接触抑制接触抑制 细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不断细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。分裂和生长停止，数量不再增加。接触接触抑制抑制l原代培养原代培养l传代培养传代培养动物胚胎或幼龄动物动物胚胎或幼龄动物的组织、器官的组织、器官细胞悬液细胞悬液1010代细胞代细胞传代培养传代培养无限传代无限传代单个细胞单个细胞加培养液加培养液原代培养原代培养剪碎、用剪碎、用胰蛋白酶胰蛋白酶处理处理 （或胶原蛋白酶）（或

5、胶原蛋白酶）细胞贴壁细胞贴壁，出现，出现接触抑制接触抑制用胰蛋白酶处理用胰蛋白酶处理分瓶传代培养分瓶传代培养5050代细胞代细胞(3)(3)过程过程原代培养原代培养思考：思考：（1 1）为什么要将组织块分散成单个细胞培养？为什么要将组织块分散成单个细胞培养？分散成单个细胞便于从培养液中获得营养，排出代分散成单个细胞便于从培养液中获得营养，排出代谢废物，利于继续培养。谢废物，利于继续培养。（2 2）动物细胞培养能否最终培养成新个体？）动物细胞培养能否最终培养成新个体？不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体。育成新的动物个体。思考：

6、思考：（3 3）胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？）胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？能够用胃蛋白酶代替吗？能够用胃蛋白酶代替吗？胰蛋白酶除了消化细胞间的蛋白外，长时间的作胰蛋白酶除了消化细胞间的蛋白外，长时间的作用也会消化细胞膜蛋白；因此必须控制好胰蛋白酶的用也会消化细胞膜蛋白；因此必须控制好胰蛋白酶的处理时间。处理时间。不能，因为动物细胞培养适宜的不能，因为动物细胞培养适宜的PHPH为为7.27.47.27.4，此环境下胃蛋白酶（此环境下胃蛋白酶（2.02.0）没有活性，而胰蛋白酶）没有活性，而胰蛋白酶(7.2-8.4)(7.2-8.4)的活性较高。的活性较高。无菌、无毒无菌、

7、无毒的环境的环境营养营养观察体外培养细胞的图片适宜的温度和适宜的温度和PHPH、气体环境等、气体环境等（1）无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境 （添加一定量的抗生素？定期更换培养液？）（添加一定量的抗生素？定期更换培养液？）（2）营养营养 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、微量元素因子、微量元素（合成培养基）（合成培养基）+动物血清动物血清等等（3）温度和）温度和PH 温度温度36.5+0.5度，pH7.27.4（4）气体环境）气体环境 O2和和CO2（95%空气和空气和5%CO2）4.动物细胞培养条件离体培养的细胞对微生物和有毒物质没有防御能力C

8、O2 作用？P P4646 为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白质主要，其中蛋白质主要为白蛋白和球蛋白。为白蛋白和球蛋白。血清激素有胰岛素、生长激素等及多种血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子生长因子；血清还含有多；血清还含有多种未知的种未知的促细胞生长因子促细胞生长因子、促贴附因子促贴附因子及其他活性物质，能促进及其他活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附。细胞的生长、增殖和贴附。因此，细胞培养时，因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需

9、添要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加加10%10%20%20%的血清。的血清。5.5.植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理培养基性质培养基性质培养基特有成分培养基特有成分培养结果培养结果培养目的培养目的相同点相同点细胞的全能性细胞的全能性细胞增殖细胞增殖固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基蔗糖、植物激素蔗糖、植物激素葡萄糖葡萄糖,动物血清动物血清快速繁殖、快速繁殖、培育无病毒植株培育无病毒植株获得细胞或细获得细胞或细胞的产物胞的产物都有糖、氨基酸、促生长因子、都有糖、氨基酸、促生长因子

10、、无机盐、微量元素等无机盐、微量元素等植物体植物体细胞群体细胞群体6.6.动物细胞培养动物细胞培养技术的应用技术的应用（1 1）生产蛋白生物制品：）生产蛋白生物制品：病毒疫苗病毒疫苗、干扰素干扰素、单克隆抗体单克隆抗体等；等；（4 4）用于）用于检测有毒物质检测有毒物质；（2 2）获得大量自身的）获得大量自身的皮肤细胞皮肤细胞，用于植皮；，用于植皮；（3 3）作为基因工程的受体细胞）作为基因工程的受体细胞;（5 5）用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病）用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据。提供理论依据。2.2.在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞

11、是（在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是（）A A获得不死性的细胞获得不死性的细胞 B B1010代以内细胞代以内细胞 C C原代细胞原代细胞 D D传代细胞传代细胞1.1.动物细胞工程技术的基础是动物细胞工程技术的基础是 （）A.A.动物细胞融合动物细胞融合 B.B.单克隆抗体单克隆抗体 C.C.胚胎移植胚胎移植 D.D.动物细胞培养动物细胞培养A AD D课堂反馈练习课堂反馈练习3.3.在动物细胞培养的有关叙述中正确的是：（在动物细胞培养的有关叙述中正确的是：（）A A、动物细胞培养的目的只是为了获得大量的细胞分泌蛋白、动物细胞培养的目的只是为了获得大量的细胞分泌蛋白B B、动物细

12、胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散、动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散C C、细胞的癌变发生在原代培养向传代培养的过渡、细胞的癌变发生在原代培养向传代培养的过渡 过程中过程中D D、培养至、培养至5050代后传代细胞遗传物质没有发生改变代后传代细胞遗传物质没有发生改变B B4 4、一般说来，动物细胞体外培养需要满足以下条件（、一般说来，动物细胞体外培养需要满足以下条件（）无毒的环境无毒的环境 无菌的环境无菌的环境 培养基需要加入血培养基需要加入血清清 温度与动物体温相似温度与动物体温相似 需要需要O O2 2，不需要，不需要COCO2 2 COCO2 2能调节培养液能调节培养液PHPHA A、B

13、 B、C C、D D、D D5 5、动物细胞培养的特点、动物细胞培养的特点 （）细胞贴壁细胞贴壁 有丝分裂有丝分裂 细胞分化细胞分化 接触抑制接触抑制 减数分裂减数分裂 原代培养一般传原代培养一般传1 11010代代A A、B B、C C、D D、A A6.6.下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此回答：回答：（1 1）容器）容器A A中放置的是动物器官或组织。它一中放置的是动物器官或组织。它一般取自般取自_。（2 2）容器）容器A A中的动物器官或组织首先要进行的中的动物器官或组织首先要进行的处理是处理是 ，然后用，然后用 酶处理，酶处理，这是为

14、了使细胞分散开来，这样做的目的是这是为了使细胞分散开来，这样做的目的是_ 。动物胚胎或幼龄动物动物胚胎或幼龄动物剪碎剪碎胰蛋白胰蛋白使细胞与培养液充分接触，便于培养使细胞与培养液充分接触，便于培养（3 3）培养首先在）培养首先在B B瓶中进行，瓶中的培养基成分有瓶中进行，瓶中的培养基成分有 _等。在此瓶中培养一段时间后，等。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这是培养到第有许多细胞衰老死亡，这是培养到第 代，到代，到这时的培养称为这时的培养称为_ _ 。（4 4）为了把）为了把B B瓶中的细胞分装到瓶中的细胞分装到C C瓶中，用瓶中，用 处理，然后配置成处理，然后配置成 ，再分装。，再

15、分装。动物血清动物血清10原代培养原代培养胰蛋白酶胰蛋白酶细胞悬液细胞悬液学习活动三：1997年，美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达的奶牛，年产奶量为30.8t，创造了世界奶牛产奶量的最高记录。目前世界各国高产牛奶场的奶牛，平均每年产量为十几吨，而我国平均水平仅有34吨。你能想办法繁殖卢辛达的后代，使年产奶量为30.8t吗？直接直接培养培养？怎样？不能，高度分化的植物细胞仍保持着全能性，而动物细胞的全能性会随细胞分化程度的提高逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。二、二、动物体细胞核移植技术和克隆动物动物体细胞核移植技术和克隆动物1.1.概念：概念：将动物的一个细胞的将动物的一个细胞的细胞核

16、细胞核，移入一个，移入一个已经去掉已经去掉细胞核的卵母细胞细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个中，使其重组并发育成一个新新的胚胎的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物，这个新的胚胎最终发育成动物个体个体。用核移植的方法得到的动物用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。称为克隆动物。2.2.核移植种类：核移植种类：胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植（易）；（易）；体细胞核移植体细胞核移植（难）（难）（M卵母细胞）卵母细胞）减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞注入供体细胞注入去核卵母细胞去核卵母细胞激活受体细胞，激活受体细胞，完成分裂、发完成分裂、发育育胚胎移植胚胎移植

17、代孕牛子宫代孕牛子宫克隆牛克隆牛3.3.过程：过程：体细胞核移植过程体细胞核移植过程供体细胞供体细胞（供核）（供核）细胞培细胞培养养体细胞体细胞卵母细胞卵母细胞 （MM期：供质）期：供质）去核去核无核卵母细无核卵母细胞胞注注 入入细胞融合细胞融合重组重组细胞细胞重组重组胚胎胚胎胚胎移植胚胎移植代孕母代孕母体体与与供体奶牛供体奶牛遗遗传基础相同的传基础相同的犊牛犊牛分娩分娩妊娠妊娠激激活活1.1.受体细胞为什么选用卵母细胞？受体细胞为什么选用卵母细胞？思考：思考：卵卵细细胞胞次级卵母次级卵母细胞细胞第一极体第一极体M期：期：减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期卵母细胞作受体细胞的原因：卵母细胞作

18、受体细胞的原因：l体积大，易操作；体积大，易操作；l含有激发细胞核全能性的物质。含有激发细胞核全能性的物质。思考：思考：2.2.为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中而是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？保证供核不被破坏，使克隆动物更像供体保证供核不被破坏，使克隆动物更像供体动物，操作也方便。动物，操作也方便。一般指一般指DNADNA分子扩增。分子扩增。由一个细胞分裂所形成的细胞群体。由一个细胞分裂所形成的细胞群体。指基因型完全相同的个体或群体。指基因型完全相同的个体或群体。分子水平：分子水平：细胞水平：细胞水平：个体水

19、平：个体水平：克隆就是克隆就是无性繁殖无性繁殖，具体地说，是指一个共，具体地说，是指一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的遗传特性相同的DNADNA分子分子、细胞或个体细胞或个体。补充：克隆补充：克隆（二）体细胞核移植技术的应用前景（二）体细胞核移植技术的应用前景 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；保护濒危物种，增加存活数量；克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白；可以作为异种移植的供体；可以用于组织器官的移植4.4.体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景 1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程、在畜牧业中可

20、以加速家畜遗传改良的进程2、保护濒危物种、保护濒危物种3、生产医用蛋白质、生产医用蛋白质及组织器官的移植的及组织器官的移植的供体供体5.存在问题：成功率低 克隆动物存在健康问题 克隆动物食品的安全性问题存有争议1下列有关核移植的说法错误的是（）A通过核移植得到的细胞称为重组细胞B体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植C核移植得到的克隆动物属于无性生殖D克隆动物与供核动物的遗传信息完全相同D2将一只白色公绵羊的细胞核移到黑色绵羊的去核卵细胞中，并将此卵植入另一只白色母绵羊子宫内发育，生出的小绵羊是（）A黑色母绵羊B白色公绵羊C白色母绵羊D黑色公绵羊B3下图表示核移植与克隆动物的相关图解，有关叙述中

21、错误的A采集的卵母细胞普遍采用显微操作去核法去除细胞核B用于核移植的供体细胞一般为传代10代以内的细胞C采集的卵母细胞培养到的时期表示减数第二次分裂后期D选用去核卵母细胞的主要原因是其细胞质可使体细胞核的全能性表达C4根据体细胞核移植技术的特点进行推断，体细胞核移植技术可以 用来（）有效提高濒危动物的遗传多样性提高某些良种家畜自然繁殖率解决人体器官移植供体来源短缺的问题为科学研究提供实验动物构建转基因克隆动物，作为生物反应器，大规模生产珍贵医用蛋白A B CDD5如图为某哺乳动物生殖过程图，正硼的叙述是A个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞B个体2的遗传性状与提供b细胞的母羊完全不同C产生动

22、物个体2的生殖方式为有性生殖De细胞为完成减数分裂的卵细胞A6我国科学家利用基因编辑技术获得一只彻底敲除BMAL1基因（控制生物节律的核心基因之一）的猕猴甲，发现其出现睡眠紊乱的症状。将该猕猴的体细胞核植入去核的卵母细胞中得到重组细胞，然后培育重组细胞得到了五只具有睡眠紊乱症状的克隆猴。相关叙述不正确的是（）A五只具有睡眠紊乱症状的克隆猴DNA完全相同B克隆猴的胚胎发育过程中会发生细胞凋亡C重组细胞需要物理或化学方法激活，使其完成细胞分裂和发育过程D通过上述技术可批量制备疾病动物模型用于科学研究A7（2016新课标卷）如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。回答下列问题：图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为_。过程a表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_的方法。b代表的过程是_。经过多次传代后，供体细胞中_的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。XX或XY显微操作（去核法）胚胎移植遗传物质若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_。与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_。卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产产生影响生影响动物已分化体细胞的细胞核具有全能性